深度剖析HBase负载均衡和性能指标

在分布式系统中,负载均衡是一个非常重要的功能,HBase通过Region的数量实现负载均衡,即通过hbase.master.loadbalancer.class实现自定义负载均衡算法。下面将为大家剖析HBase负载均衡的相关内容以及性能指标。

内容

HBase系统负载均衡是一个周期性的操作,通过负载均衡来均匀分配Region到各个RegionServer上,通过hbase.balancer.period属性来控制负载均衡的时间间隔,默认是5分钟。触发负载均衡操作是有条件的,但是如果发生以下情况则不会触发负载均衡操作:

l 负载均衡自动操作balance_switch关闭,即:balance_switch false;

l HBase Master节点正在初始化操作;

l HBase集群中正在执行RIT,即Region正在迁移中;

l HBase集群正在处理离线的RegionServer;

负载均衡算法

HBase执行负载均衡操作的时候,如何判断各个RegionServer节点上的Region个数是否均衡,这里通过以下步骤来判断:

l 计算均衡值的区间范围,通过总Region个数以及RegionServer节点个数,算出平均Region个数,然后在此基础上计算最小值和最大值;

l 遍历超过Region最大值的RegionServer节点,将该节点上的Region值迁移出去,直到该节点的Region个数小于等于最大值的Region;

l 遍历低于Region最小值的RegionServer节点,分配集群中的Region到这些RegionServer上,直到大于等于最小值的Region;

l 负责上述操作,直到集群中所有的RegionServer上的Region个数在最小值与最大值之间,集群才算到达负载均衡,之后,即使再次手动执行均衡命令,HBase底层逻辑判断会执行忽略操作。

算法流程实例

下面笔者通过实际的应用场景来给大家剖析HBase负载均衡算法的实现流程。举个例子,假如我们当前有一个5台节点规模的HBase集群(包含Master和RegionServer),其中2台Master和3台RegionServer组成,每台RegionServer上的Region个数,如图所示:

图1

执行负载均衡操作之前,首先计算集群中总的Region个数,当前实例中集群中的Region总个数为175+56+99=330,然后计算每个RegionServer需要容纳的Region平均值,计算结果:

平均值(110) = 总Region个数(330) / RegionServers总数(3)

计算最小值和最大值来判断HBase集群是否需要进行负载均衡操作,计算公式:

# hbase.regions.slop 权重值,默认为0.2
最小值 = Math.floor(平均值 * (1-0.2))
最大值 = Math.ceil(平均值 * (1+0.2))

HBase集群如果判断各个RegionServer中的最小Region个数大于计算后的最小值,并且最大Region个数小于最大值,这是直接返回不会触发负载均衡操作。根据实例中给出的Region数,计算得出最小值Region为88,最大值Region为120。

由于实例中RegionServer2的Region个数为56,小于最小值Region数88,而RegionServer1的Region个数为175,大于了最大值Region数120,所以需要负载均衡操作。

HBase系统提供管理员命令来操作负载均衡,具体操作命令:

# 使用hbase shell命令进入到HBase控制台,然后开启自动执行负载均衡
hbase(main):001:0> balance_switch true

balance_switch命令底层实现balance_switch.rb和admin.rb文件源码:

图2

此命令输出的是之前负载均衡器balancer的开关设置,再看balance_switch命令处理实现源码:

图3

此时HBase负载均衡自动操作就开启完毕,但是如果我们需要立即均衡集群的Region个数怎么办?这里HBase也提供管理命令,通过balancer命令来实现,操作命令:

hbase(main):001:0> balancer

balancer命令实现查看balancer.rb和admin.rb文件源码:

图4

图5

该命令通过调用负载均衡器balancer的balanceCluster()方法生成负载均衡计划执行集群的负载均衡操作,Master实现负载均衡底层源码:

图6-1

图6-2

但是这样每次手动执行,每次均衡的个数不一定能满足要求,那么我们可以通过封装该命令,用脚本来调度执行,具体实现代码:

图7

此脚本默认执行20次,可以通过输入整型参数来自定义执行次数。

当HBase集群检查完所有的RegionServer上的Region个数已打要求,那么此时集群的负载均衡操作就已经完成了。如果没有达到要求,可以再次执行上述脚本,直到所有的Region个数在最小值和最大值之间为止。当HBase集群中所有的RegionServer完成负载均衡后,实例中的各个RegionServer上的Region个数分布,如图所示:

图8

此时各个RegionServer节点上的Region个数均在最小值和最大值范围内,HBase集群各个RegionServer节点上的Region处理均衡状态。

性能指标

HBase系统有一个非常重要的性能指标,那就是集群处理请求的延时。HBase系统为了反应集群内部处理请求所耗费的时间提供一个工具类即:

org.apache.hadoop.hbase.tool.Canary

此类主要用户检查HBase系统的耗时状态。如果不知道使用方法,通过help命令来查看具体的用法,操作命令:

hbase org.apache.hadoop.hbase.tool.Canary -help

(1)查看集群中每个表中每个Region的耗时情况

hbase org.apache.hadoop.hbase.tool.Canary

(2) 查看money表中每个Region的耗时情况,多个表之间使用空格分割

# 查看money表和person表
hbase org.apache.hadoop.hbase.tool.Canary money person

(3) 查看每个RegionServer的耗时情况

hbase org.apache.hadoop.hbase.tool.Canary -regionserver dn1

通常情况下我们比较关注每个RegionServer节点的耗时情况,将该命令封装一下,然后打印集群中每个RegionServer的耗时情况,脚本实现:

图9

总结

维护HBase集群,比如重启某几个RegionServer节点后,可能会发送Region不均衡的情况,这时如果开启自动均衡后,需要立即使当前集群上其他RegionServer上的Region处于均衡状态,那么就可以使用手动均衡操作。另外,HBase集群各个RegionServer的耗时情况,能够反映当前集群的健康状态。

深度剖析HBase负载均衡和性能指标的更多相关文章

  1. 剖析HBase负载均衡和性能指标

    1.概述 在分布式系统中,负载均衡是一个非常重要的功能,在HBase中通过Region的数量来实现负载均衡,HBase中可以通过hbase.master.loadbalancer.class来实现自定 ...

  2. Hbase负载均衡流程以及源码

    hmater负责把region均匀到各个region server .hmaster中有一个线程任务是专门处理负责均衡的,默认每隔5分钟执行一次. 每次负载均衡操作可以分为两步: 生成负载均衡计划表 ...

  3. HBase 负载均衡

    HBase 可以根据当前集群的负载以region为单位进行rebalance.在HMaster中,后台会起一个线程定期检查是否需要进行rebalance,线程叫做BalancerChore.线程每隔  ...

  4. 3.dubbo 负载均衡策略和集群容错策略都有哪些?动态代理策略呢?

    作者:中华石杉 面试题 dubbo 负载均衡策略和集群容错策略都有哪些?动态代理策略呢? 面试官心理分析 继续深问吧,这些都是用 dubbo 必须知道的一些东西,你得知道基本原理,知道序列化是什么协议 ...

  5. HBase流量限制和表负载均衡剖析

    1.概述 在HBase-1.1.0之前,HBase集群中资源都是全量的.用户.表这些都是没有限制的,看似完美实则隐患较大.今天,笔者就给大家剖析一下HBase的流量限制和表的负载均衡. 2.内容 也许 ...

  6. HBASE数据模型&扩展和负载均衡理论

    示例数据模型 HBase中扩展和负载均衡的基本单元成为region,region本质上是以行健排序的连续存储区间.如果region太大,系统会把它们 自动拆分,相反的,就是把多个region合并,以减 ...

  7. HBase rebalance 负载均衡源码角度解读使用姿势

    关键词:hbase rebalance 负载均衡 参考源码版本:apache-hbase-1.1.2 什么是HBase Rebalance ? 随着数据写入越来越多以及不均衡,即使一开始每个Regio ...

  8. hbase源码系列(一)Balancer 负载均衡

    看源码很久了,终于开始动手写博客了,为什么是先写负载均衡呢,因为一个室友入职新公司了,然后他们遇到这方面的问题,某些机器的硬盘使用明显比别的机器要多,每次用hadoop做完负载均衡,很快又变回来了. ...

  9. Nginx 负载均衡-加权轮询策略剖析

    本文介绍的是客户端请求在多个后端服务器之间的均衡,注意与客户端请求在多个nginx进程之间的均衡相区别(Nginx根据每个工作进程的当前压力调整它们获取监听套接口的几率,那些当前比较空闲的工作进程有更 ...

随机推荐

  1. C#转Java之路之二:多线程原子变量

    多线程操作会带来不一致性,为了实现一直性.我们可以用关键字:synchronized同步对象或者volatile轻量级.内存可见性. 两个关键字使用对比: 1.synchronized比较重,属于悲观 ...

  2. Hibernate 基于外键映射的一对一关联关系随手记

    //有外键的一端默认使用懒加载. //没有外键的一端不使用懒加载,而是直接将它引用的对象也一并查询出来. //没有外键列不仅有外键约束还有唯一约束,即没有外键列一端的对象不能被有外键列一端的两个对象同 ...

  3. 【转】 ios的手势操作之UIGestureRecognizer浅析

    一.概述 iPhone中处理触摸屏的操作,在3.2之前是主要使用的是由UIResponder而来的如下4种方式: - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withE ...

  4. set 和select 的区别

    简单赋值是没有区别的

  5. 学习换脸:Switching Eds: Face swapping with Python, dlib, and OpenCV

    学习GitHub上比较火换脸博客,原英文版:https://matthewearl.github.io/2015/07/28/switching-eds-with-python/ 系统win10,x6 ...

  6. javascript对字符串的常见操作trim,ltrim,rtrim,isEmpty,isFloat等

    1.验证字符串是否为空格.是否包含非法字符. //验证是否字符串有非法字符 function v_invalide_char(value,msg){ var arr = ['#','@','!','$ ...

  7. HDU 1429 胜利大逃亡(续)(bfs+状态压缩,很经典)

    传送门: http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1429 胜利大逃亡(续) Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others)  ...

  8. mysql 综合

    一.库操作 二.表操作 1.存储引擎介绍 show engines; 查看数据库支持的引擎 MySQL 使用 InnoDB 指定表类型/存储引擎 create table t1(id int)engi ...

  9. Android中得到布局文件对象有三种方式

    Android中得到布局文件对象有三种方式 第一种,通过Activity对象 View view = Activity对象.getLayoutInflater().inflater(R.layout. ...

  10. Java基础知识(持续更新中...)

    1.成员变量:全局变量/字段(Field),不要称之为属性(错误)直接定义在类中,方法外面 1.类成员变量    使用static修饰的变量 2.实例成员变量 没用使用static修饰的变量 局部变量 ...